一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置。采用的技術(shù)方案：主要由比熱儀本體、測(cè)量部分及控制部分組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于：采用遮熱套，減少因輻射而引起的熱量損失；加熱器由外熱式改為內(nèi)熱式，被測(cè)氣體從加熱器的瓷管管內(nèi)通過(guò)時(shí)加熱，升溫快，加熱效率高；通過(guò)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源控制加熱器的電加熱功率，性能穩(wěn)定，操作便捷，實(shí)驗(yàn)效果更精確。
【專利說(shuō)明】
-種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及熱物性參數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，特別是提供一種量熱法測(cè)量氣體比 定壓熱容的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 量熱法是一種常用的比定壓熱容測(cè)量方法。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，比定壓熱容Cp 等于單位質(zhì)量的物質(zhì)在恒定壓強(qiáng)的條件下溫度升高化時(shí)比洽增加的數(shù)值，即Cf-{心'成F),。， 由于洽h是物質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)，比定壓熱容是溫度和壓力的函數(shù)。也就是說(shuō)，在不同的溫度和 壓力下，同一種物質(zhì)的比定壓熱容是不同的。由于樹(shù)，成Γ);,無(wú)法直接測(cè)量，現(xiàn)有比定壓熱容測(cè) 定儀是根據(jù)量熱法，在恒定壓力P下對(duì)穩(wěn)定流經(jīng)杜瓦瓶的氣體進(jìn)行加熱，得到氣體質(zhì)量流量 m、電加熱功率QW及進(jìn)（出）杜瓦瓶的氣體溫度Τι(Τ2)，利用。cp = Q/[m(T2-T0]獲得氣體在Τι + (Τ2-Τι)/2處的平均比定壓熱容。上述m、Q、Ti和Τ2四個(gè)值的測(cè)量詳見(jiàn)公開(kāi)號(hào)CN103743777A、 CN201518009U的專利文獻(xiàn)W及"空氣比定壓熱容的精確測(cè)量，湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013年12 月第33卷第12期，第1-2頁(yè)"。
[0003] 現(xiàn)有氣體比定壓熱容測(cè)定儀采用玻璃制杜瓦瓶，夾層抽成真空，外熱式加熱器的 電阻絲繞在薄云母絕緣的瓷忍管上，體積較大，氣體在加熱器與杜瓦瓶?jī)?nèi)壁的環(huán)形間隙上 升流動(dòng)過(guò)程中被加熱，加熱效率低，加熱速度較緩慢，加熱功率調(diào)壓器操作穩(wěn)定性差，導(dǎo)致 測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中氣體比定壓熱容測(cè)量裝置福射熱損失大，外熱式 加熱器加熱效率低，加熱功率調(diào)壓器操作穩(wěn)定性差，導(dǎo)致氣體比定壓熱容測(cè)量誤差大，提供 了一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005] 為克服上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種量熱法測(cè)量 氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置主要由比熱儀本體、測(cè)量部分及控制部分組成；
[0006] 所述的比熱儀本體主要由杜瓦瓶和加熱器組成，所述加熱器插于杜瓦瓶?jī)?nèi)，杜瓦 瓶的定位端對(duì)加熱器進(jìn)行軸向定位，加熱器的一根加熱引線與可調(diào)直流穩(wěn)壓電源負(fù)輸出端 連接，另外一根加熱引線與固態(tài)繼電器的負(fù)載輸出端連接，固態(tài)繼電器的另外一個(gè)負(fù)載輸 出端與可調(diào)直流穩(wěn)壓電源正輸出端連接；
[0007] 所述的測(cè)量部分至少包括第一銷電阻溫度計(jì)、第二銷電阻溫度計(jì)、溫度數(shù)字顯示 儀、人工智能溫度控制儀、可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、電控箱、流量計(jì)，所述的第一銷電阻溫度計(jì)安 裝在杜瓦瓶的進(jìn)氣口處，第一銷電阻溫度計(jì)的輸出線連接在溫度數(shù)字顯示儀的溫度信號(hào)輸 入端，溫度數(shù)字顯示儀的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)輸出端連接，第二銷電阻溫度計(jì) 安裝在杜瓦瓶的出氣口處，第二銷電阻溫度計(jì)的輸出線連接在人工智能溫度控制儀的溫度 信號(hào)輸入端，人工智能溫度控制儀的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)輸出端連接，人工智 能溫度控制儀的弱電信號(hào)輸出端與固態(tài)繼電器的輸入控制端連接，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的輸 入端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)輸出端連接，溫度數(shù)字顯示儀、人工智能溫度控制儀、可調(diào)直 流穩(wěn)壓電源均安裝在電控箱的面板上，流量計(jì)密閉連通風(fēng)機(jī)的排氣口和杜瓦瓶的進(jìn)氣口， 用于測(cè)量被測(cè)氣體的流量，根據(jù)第二銷電阻溫度計(jì)測(cè)得的溫度信號(hào)，人工智能溫度控制儀 向固態(tài)繼電器輸入直流弱電信號(hào)，通過(guò)控制固態(tài)繼電器負(fù)載輸出端的開(kāi)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器 的工作控制，為了保溫和防止漏氣，第一銷電阻溫度計(jì)和第二銷電阻溫度計(jì)輸出線通過(guò)的 杜瓦瓶瓶口分別填充保溫材料進(jìn)行密封；
[0008] 所述的控制部分包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)調(diào)速器、固態(tài)繼電器和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)，所述風(fēng)機(jī)的 排氣口與流量計(jì)的進(jìn)氣口密閉連接，固態(tài)繼電器在電控箱內(nèi)，風(fēng)機(jī)調(diào)速器和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān) 安裝在電控箱的面板上，風(fēng)機(jī)調(diào)速器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)氣體流量，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)為實(shí) 驗(yàn)裝置提供電源。
[0009] 所述的量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：加熱器與杜瓦瓶的 間隙裝有第一遮熱套，對(duì)加熱器進(jìn)行環(huán)向定位，第二銷電阻溫度計(jì)外面裝有第二遮熱套。
[0010] 所述的量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:加熱器由外熱式改 為內(nèi)熱式，被測(cè)氣體從環(huán)形間隙改為從加熱器的瓷管管內(nèi)通過(guò)時(shí)加熱。
[0011] 所述的量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 對(duì)加熱器供電，并對(duì)其電流、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，加熱器的電加熱功率通過(guò)控制可調(diào)直流穩(wěn) 壓電源的電流或電壓改變。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型所帶來(lái)的有益效果是：
[oou] 1.采用遮熱套，減少因福射而引起的熱量損失；
[0014] 2.加熱器由外熱式改為內(nèi)熱式，被測(cè)氣體從加熱器的瓷管管內(nèi)通過(guò)時(shí)加熱，升溫 快，加熱效率高；
[0015] 3.通過(guò)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源控制加熱器的電加熱功率，性能穩(wěn)定，操作便捷。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0017] 圖2是圖1的A-A剖視圖
[0018] 圖中：1.電控箱2.可調(diào)直流穩(wěn)壓電源3.溫度數(shù)字顯示儀4.漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)5.風(fēng) 機(jī)調(diào)速器6.第一銷電阻溫度計(jì)7.風(fēng)機(jī)8.流量計(jì)9.杜瓦瓶10.第二銷電阻溫度計(jì)11. 第一遮熱套12.第二遮熱套13.加熱器14.人工智能溫度控制儀
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：
[0020] 參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置包括比熱儀本體、測(cè)量部分及控制部分組 成；
[0021] 所述的比熱儀本體主要由杜瓦瓶(9)和加熱器（13)組成，所述的加熱器（13)插于 杜瓦瓶(9)內(nèi)，杜瓦瓶(9)的定位端對(duì)加熱器（13)進(jìn)行軸向定位，加熱器（13)的一根加熱引 線與可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)負(fù)輸出端連接，另外一根加熱引線與固態(tài)繼電器的負(fù)載輸出端 連接，固態(tài)繼電器的另外一個(gè)負(fù)載輸出端與可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)正輸出端連接；
[0022] 所述的測(cè)量部分至少包括第一銷電阻溫度計(jì)(6)、第二銷電阻溫度計(jì)（10)、溫度數(shù) 字顯示儀(3)、人工智能溫度控制儀(14)、可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)、電控箱（1)、流量計(jì)(8)，所 述的第一銷電阻溫度計(jì)(6)安裝在杜瓦瓶(9)的進(jìn)氣口處，第一銷電阻溫度計(jì)(6)的輸出線 連接在溫度數(shù)字顯示儀(3)的溫度信號(hào)輸入端，溫度數(shù)字顯示儀(3)的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏 電保護(hù)開(kāi)關(guān)4輸出端連接，第二銷電阻溫度計(jì)（10)安裝在杜瓦瓶(9)的出氣口處，第二銷電 阻溫度計(jì)（10)的輸出線連接在人工智能溫度控制儀（14)的溫度信號(hào)輸入端，人工智能溫度 控制儀（14)的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)輸出端連接，人工智能溫度控制儀（14) 的弱電信號(hào)輸出端與固態(tài)繼電器的輸入控制端連接，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)的輸入端通過(guò) 導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)輸出端連接，溫度數(shù)字顯示儀(3)、人工智能溫度控制儀(14)、可調(diào) 直流穩(wěn)壓電源(2)均安裝在電控箱（1)的面板上，流量計(jì)(8)密閉連通風(fēng)機(jī)(7)的排氣口和杜 瓦瓶(9)的進(jìn)氣口，用于測(cè)量被測(cè)氣體的流量，根據(jù)第二銷電阻溫度計(jì)（10)測(cè)得的溫度信 號(hào)，人工智能溫度控制儀（14)向固態(tài)繼電器輸入直流弱電信號(hào)，通過(guò)控制固態(tài)繼電器負(fù)載 輸出端的開(kāi)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器（13)的工作控制，為了保溫和防止漏氣，第一銷電阻溫度計(jì) (6) 和第二銷電阻溫度計(jì)(10)輸出線的通過(guò)杜瓦瓶(9)瓶口分別填充保溫材料進(jìn)行密封；
[0023] 所述的控制部分至少包括風(fēng)機(jī)(7)、風(fēng)機(jī)調(diào)速器（5)、固態(tài)繼電器和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān) (4 )，所述風(fēng)機(jī)(7)的排氣口與流量計(jì)(8)的進(jìn)氣口密閉連接，固態(tài)繼電器在電控箱（1)內(nèi)，風(fēng) 機(jī)調(diào)速器（5)和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)均安裝在電控箱（1)的面板上，風(fēng)機(jī)調(diào)速器（5)控制風(fēng)機(jī) (7) 轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)氣體流量，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)為實(shí)驗(yàn)裝置提供電源。
[0024] 為進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，加熱器(13)與杜瓦瓶(9)的間隙裝有第一遮熱套（11)，對(duì) 加熱器（13)進(jìn)行環(huán)向定位，第二銷電阻溫度計(jì)（10)外面裝有第二遮熱套（12)，減少因福射 而引起的熱量損失;加熱器（13)由外熱式改為內(nèi)熱式，被測(cè)氣體從環(huán)形間隙改為從加熱器 (13)的瓷管管內(nèi)通過(guò)時(shí)加熱，升溫快，加熱效率高；可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)對(duì)加熱器（13)供 電，并對(duì)其電流、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，加熱器（13)的電加熱功率通過(guò)控制可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 (2)的電流或電壓改變，性能穩(wěn)定，操作便捷。
[0025] 本實(shí)用新型工作原理為:被測(cè)氣體由風(fēng)機(jī)(7)經(jīng)流量計(jì)(8)送入杜瓦瓶(9)，經(jīng)加熱 器（13)的瓷管管內(nèi)加熱后流出。被測(cè)氣體在杜瓦瓶(9)的進(jìn)口溫度Τι由第一銷電阻溫度計(jì) (6)測(cè)得，數(shù)值顯示在溫度數(shù)字顯示儀(3)上;被測(cè)氣體在杜瓦瓶(9)出口溫度Τ2由第二銷電 阻溫度計(jì)（10)測(cè)得，數(shù)值顯示在人工智能溫度控制儀（14)上，通過(guò)控制可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 (2)的電流或電壓來(lái)改變加熱器（13)的加熱功率，從而改變?chǔ)?大小;被測(cè)氣體的流量m由流 量計(jì)(8)測(cè)得，通過(guò)風(fēng)機(jī)調(diào)速器(5)控制流量大小;加熱器（13)的電加熱功率Q是可調(diào)直流穩(wěn) 壓電源（2)上數(shù)顯的電壓U與電流I的乘積。利用公式。cp = Q/[m(T2-Ti)]計(jì)算被測(cè)氣體比定 壓容。
[0026] 本實(shí)用新型中設(shè)及的未說(shuō)明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加 W實(shí)現(xiàn)。
[0027] W上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú) 需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可W根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中 技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可 W得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，包括比熱儀本體、測(cè)量部分及控制部 分組成； 所述的比熱儀本體主要由杜瓦瓶(9)和加熱器（13)組成，所述加熱器（13)插于杜瓦瓶 (9)內(nèi)，杜瓦瓶(9)的定位端對(duì)加熱器（13)進(jìn)行軸向定位，加熱器（13)的一根加熱引線與可 調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)負(fù)輸出端連接，另外一根加熱引線與固態(tài)繼電器的負(fù)載輸出端連接，固 態(tài)繼電器的另外一個(gè)負(fù)載輸出端與可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)正輸出端連接； 所述的測(cè)量部分至少包括第一鉑電阻溫度計(jì)(6)、第二鉑電阻溫度計(jì)（10)、溫度數(shù)字顯 示儀(3)、人工智能溫度控制儀(14)、可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)、電控箱（1)、流量計(jì)(8)，所述的 第一鉑電阻溫度計(jì)(6)安裝在杜瓦瓶(9)的進(jìn)氣口處，第一鉑電阻溫度計(jì)(6)的輸出線連接 在溫度數(shù)字顯示儀(3)的溫度信號(hào)輸入端，溫度數(shù)字顯示儀(3)的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保 護(hù)開(kāi)關(guān)(4)輸出端連接，第二鉑電阻溫度計(jì)（10)安裝在杜瓦瓶(9)的出氣口處，第二鉑電阻 溫度計(jì)（10)的輸出線連接在人工智能溫度控制儀(14)的溫度信號(hào)輸入端，人工智能溫度控 制儀（14)的供電端通過(guò)導(dǎo)線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)輸出端連接，人工智能溫度控制儀（14)的 弱電信號(hào)輸出端與固態(tài)繼電器的輸入控制端連接，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)的輸入端通過(guò)導(dǎo) 線與漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)輸出端連接，溫度數(shù)字顯示儀(3)、人工智能溫度控制儀(14)、可調(diào)直 流穩(wěn)壓電源(2)均安裝在電控箱（1)的面板上，流量計(jì)(8)密閉連通風(fēng)機(jī)(7)的排氣口和杜瓦 瓶(9)的進(jìn)氣口，用于測(cè)量被測(cè)氣體的流量，根據(jù)第二鉑電阻溫度計(jì)（10)測(cè)得的溫度信號(hào)， 人工智能溫度控制儀(14)向固態(tài)繼電器輸入直流弱電信號(hào)，通過(guò)控制固態(tài)繼電器負(fù)載輸出 端的開(kāi)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器(13)的工作控制，為了保溫和防止漏氣，第一鉑電阻溫度計(jì)(6)和 第二鉑電阻溫度計(jì)(10)輸出線通過(guò)的杜瓦瓶(9)瓶口分別填充保溫材料進(jìn)行密封； 所述的控制部分至少包括風(fēng)機(jī)(7)、風(fēng)機(jī)調(diào)速器(5)、固態(tài)繼電器和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)， 所述風(fēng)機(jī)(7)的排氣口與流量計(jì)(8)的進(jìn)氣口密閉連接，固態(tài)繼電器在電控箱（1)內(nèi)，風(fēng)機(jī)調(diào) 速器(5)和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)安裝在電控箱（1)的面板上，風(fēng)機(jī)調(diào)速器(5)控制風(fēng)機(jī)(7)轉(zhuǎn)速， 從而調(diào)節(jié)氣體流量，漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)(4)為實(shí)驗(yàn)裝置提供電源。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所 述的加熱器（13)與杜瓦瓶(9)的間隙裝有第一遮熱套（11)，對(duì)加熱器（13)進(jìn)行環(huán)向定位，第 二鉑電阻溫度計(jì)(10)外面裝有第二遮熱套(12)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:加 熱器（13)由外熱式改為內(nèi)熱式，被測(cè)氣體從環(huán)形間隙改為從加熱器（13)的瓷管管內(nèi)通過(guò)時(shí) 加熱。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量熱法測(cè)量氣體比定壓熱容的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:可 調(diào)直流穩(wěn)壓電源（2)對(duì)加熱器（13)供電，并對(duì)其電流、電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，加熱器（13)的電 加熱功率通過(guò)控制可調(diào)直流穩(wěn)壓電源(2)的電流或電壓改變。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK205484152SQ201620276980
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】蘇亮, 鄭學(xué)軍, 肖逸鋒, 夏小霞, 朱愛(ài)蓮, 張大兵, 張吳星, 翟妮, 王龍
【申請(qǐng)人】湘潭大學(xué)